JPH11502988A

JPH11502988A - 前符号化されたビデオ用のトリックプレイ制御

Info

Publication number: JPH11502988A
Application number: JP8529393A
Authority: JP
Inventors: ライオネルマクラレン，デイヴィッド; ボコン−ジボ，ジル
Original assignee: トムソンコンシューマエレクトロニクスインコーポレイテッド
Priority date: 1995-03-30
Filing date: 1996-03-08
Publication date: 1999-03-09
Anticipated expiration: 2016-03-08
Also published as: CN1192625C; GB9506493D0; HK1009226A1; MX9707389A; AU5299596A; TW382697B; WO1996031065A1; MX9707390A; EP0818110A1; JPH11502987A; AU5175096A; CN1185258A; CN1250005C; MY123731A; JP4039687B2; DE69629921T2; DE69629921D1; KR100413168B1; EP0818111A1; KR100385584B1

Abstract

(57)【要約】本発明による方法は、再生位置の制御された選択により様々な再生モードを提供する。ビデオストリームの中又は選択されたトリックプレイ速度に対して得られた別々のビデオストリームの間の選択は容易にされうる。本発明による方法は、選択が前のビデオストリーム選択から独立して復号化され、表示されることを可能にする。本発明による方法は：複数のビデオプログラム（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ＋ｎ）の夫々を複数の再生速度で再生するよう、上記複数のビデオプログラムの夫々に対して、記憶媒体（１０）の中のディジタル式に符号化された信号のセット（ＮＰ，ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）を識別する段階（ステップ２００）と、プログラム選択及び再生速度に対応する記憶装置（１０）の中の符号化された信号（ＮＰ，ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）のうちの１つを再生する段階と、新しい再生速度に対応する符号化された信号（ＮＰ，ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）のうちの異なる１つの再生を開始するアドレスを計算する段階（ステップ３７５）と、記憶装置（１０）の中のアドレスから符号化された信号（ＮＰ，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）のうちの異なる１つを再生する段階（ステップ６００）と、選択された新しい再生速度で選択されたプログラムを表示するよう再生された信号を復号化する段階とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】前符号化されたビデオ用のトリックプレイ制御本発明は、ディジタル圧縮されたビデオデータに関し、更に特定的にはこのビデオデータを通常再生速度以外の速度で再生する設備に関する。ディジタルビデオ方式におけるトリックプレイモードの実行は、ディジタルビデオ基準方式が市場に導入されると共に、より重要となっている問題である。ビデオ・オン・デマンド（ＶＯＤ）、ビデオＣＤ及び他の同様の方式といった新たな消費者ビデオ製品は、長編映画の供給者としてＶＨＳテープ市場に対抗しうる。しかしながら、アナログに基づくリプレイ方法とは異なり、ディジタルビデオ方式は、通常再生速度以外の速度でのビデオ画像の再生への課題を表わす。そのような「オフ・スピード」の再生は、例えばファスト・フォワード、ファスト・リバース、フリーズ・フレーム等といった様々な速度で画像を提供しうるトリックプレイとして知られている。ＭＰＥＧ規格に基づくディジタルビデオ圧縮は、ディジタルビデオデータの記憶及び伝送の推奨形式になりつつある。残念ながら、アナログ画像再生とは異なり、通常速度のＭＰＥＧビデオストリームからの「オン・デマンド」及びリアルタイムのユーザ選択トリックプレイ作動用の設備は、比較的複雑であり、コンピュータとして高価である。本発明による方法は、「リプレイ」場所の制御された選択により、様々なトリックプレイモードを容易にする。本方法は、連続した選択が復号化され、先行する選択されたビデオストリームから独立して表示されることを可能にする。ビデオプログラムを再生する方法は、複数のプログラムの夫々を複数の再生速度で再生するよう、該複数のプログラムの夫々に対する、記憶媒体の中のディジタル符号化された信号のセットを確認する段階と、プログラム選択及び再生速度に反応する記憶装置からの符号化された信号のうちの１つを再生する段階と、新しい再生速度に反応する異なる符号化された信号のうちの１つの再生を開始するアドレスを計算する段階と、記憶装置の中のアドレスから異なる符号化された信号のうちの１つを再生する段階と、選択された新しい再生速度での選択されたプログラムの表示のために、再生された信号を復号化する段階とからなる。図１は通常モード及びトリックプレイモードの両方に対する有利なビットレート及び解像度の差を示す表１を示す図である。図２は通常再生速度、２倍再生速度及び１０倍再生速度を表わす圧縮ビデオデータストリームを示す図である。図３は、本発明による方法において通常及びトリックプレイの再生速度を表わすビットストリームの間で選択するため使用されるテーブルグループの公式化を示すフローチャートを示す図である。図４は圧縮ディジタルビデオ源を選択し、制御するために本発明の特徴を使用する方式を示すブロック図を示す図である。図５は通常及びトリックプレイの速度で圧縮画像ストリームを選択し、制御する本発明の方法の動作を示すフローチャートを示す図である。本発明の方法は、「リプレイ」場所の制御された選択により、様々なトリックプレイモードを容易にする。プログラム記憶媒体に依存して、単一のストリームは通常再生速度及びトリックプレイ動作を提供しうる。しかしながら、単一のプログラムストリームから通常再生速度及びトリックプレイ動作の両方を実施するための設備は、ＧＯＰの大きさ又はＩフレーム反復レートにより制限されたトリックプレイ速度を引き起こしうる。より多くのトリックプレイ速度を提供するため、通常再生速度作動用の単一のストリームと、多様なファスト・フォワード及びファスト・リバースのトリックプレイモードを提供する他のストリームを有する多重プログラムストリームが使用されうる。トリックプレイ特徴を提供する画像ストリームは、同じビットレートで符号化される必要はなく、元の画像ストリームと同じ解像度を有する必要はない。トリックプレイ画像ストリームを符号化する非常に低いビットレート及び／又は解像度は、記憶空間及び／又は伝送費用について節約することになる。更に、人間の視覚は、これらのトリックプレイ画像ストリームが、解像度を減少させるよう更に処理されることを可能にし、それにより感知された画像品質を低下させることなくトリックプレイビデオ動作の間の記憶及び伝送費用も減少される。上述のように、この方法はアナログ又はディジタルといった様々なビデオデータの形式に対して適用され、様々な方法で符号化されうる。しかしながら、典型的な方式の本説明においては、トリックプレイストリームは、以下のパラメータ、即ち、１つの通常再生（通常速度）ＭＰＥＧビデオストリームと、７倍速及び２１倍速用の２つのファスト・フォワードストリームと、負の７倍速及び２１倍速用の２つのファスト・リバースストリームとを有するＭＰＥＧ形式で符号化されていることが仮定される。しかしながら、本方法は様々な他の速度形状に対しても同等に効果的に適用されうる。典型的な方式では、５つの別々のＭＰＥＧ符号化ストリームが必要とされる。これらのストリームは完全に独立しており、多様なビットレート及び／又は多様な表示解像度でありうる。例えば、品質とメモリ効率との間の１つの可能なトレードオフが、図１に示される表１に図示されている。表１は、４．０Ｍｂｐｓで７０４ｘ４８０ピクセルの通常再生ストリームよりも低い３５２ｘ２４０ピクセルの解像度及びより低い１．５Ｍｂｐｓのビットレートを使用するトリックプレイストリームを示す。空間画像品質は人間の視覚を超えたトリックプレイ解像度となるため、このトレードオフは完全に許容可能である。よって解像度及びビットレートにおけるトレードオフは、より効率的な記憶の使用をもたらす。全てのフォワード及びリバースのトリックプレイストリームを記憶するために必要とされる追加メモリ容量は、夫々のトリックプレイビットレートを、夫々のトリックプレイ速度に対するトリックプレイ速度で除算したものを合計し、通常再生速度ビットレートのパーセンテージで表現することによって計算される。必要とされる追加記憶＝１４．３７％このように、４つのトリックプレイデータストリームは約１５％の追加記憶容量に収容されうる。必要トリックプレイ記憶容量を１００％増加されるように見えるリバース通常再生特徴が提供されうる。しかしながら、そのようなリバース通常再生特徴は、例えばビットレート及び解像度の減少によって容易にされうる。このように、リバース通常再生特徴は、他のトリックプレイストリームに加えられたときに通常再生ストリームで必要とされる容量の約５０％の記憶容量の増加を表わす、約３７％の追加記憶容量を必要とする。ビデオデータがビデオサーバからユーザのデコーダへ読み取られるか、再生されると、サーバはユーザの命令に応答して、様々なストリームの間で切り替えられうる。例えば、ユーザはリモートコントロールコマンドを通じて、データの中の特定の点を迅速に探し出すよう最速のファスト・フォワードの速度を選択しうる。ファスト・フォワード制御コマンドは、通常再生ストリームの中の現時の場所から２１倍速のファスト・フォワードストリームの中の対応する適当な点へのサーバ読み取りアドレスジャンプを行い、再生を続ける。夫々のトリックプレイ及び通常再生ストリームは、例えば０．５秒の大きさを有する比較的均一な、短い画像グループ（ＧＯＰ）からなる。このＧＯＰの大きさは、最悪の場合は０．２５秒の視覚連続性誤り、即ちビットストリームの間で切り替えたときに最も近いＩフレームエントリポイントへ到達する時間をもたらす。本方式全体における重要な部分は、異なる画像ストリームの間のエントリポイントの切換を決定する方法である。例えば、１つのストリームの「プレイバック」の間に、ユーザは他のストリームへ切り替えるよう望みうる。この切換は、バイトレベルの精密度で、デコーダが「再生」を開始すべき新しいストリームの中の正確な場所の計算を必要とする。新しいストリームの中の「エントリポイント」の決定は以下のように得られる。１．現時のバイトのオフセット、よって現時のファイルの中の現時のフレームを決定する。２．新しいファイルの中の切換先の新しいフレームを決定する。３．新しいファイルの中のバイトのオフセットを決定する。ステップ２は、ＭＰＥＧストリームでは、新しいストリームへのエントリポイントはシーケンス・ヘッダが存在する、典型的には画像グループ（ＧＯＰ）の開始におけるＩフレームにおける点に制限されることにより、複雑である。またＧＯＰの実表示時間の持続時間は、ＧＯＰの中の画像の数が一定であっても、常に一定ではないことにより、更に複雑である。この複雑さは、ＭＰＥＧシーケンスの中でフィールド（又はフレーム）を反復し、それによってＧＯＰの中の符号化された「画像」よりも多くの最終的な「表示された」フレームが単一のＧＯＰによって再生されうる可能性によって生ずる。ストリーム切換の例は、図２に示されている。図２では、通常速度画像ストリームは記憶媒体から読み取られるか、「再生」されており、２倍速及び１０倍速の再生用の２つのトリックプレイ画像ストリームが媒体上で使用可能である。図面の簡単化のため、２倍及び１０倍のトリックプレイ速度が選択されている。ユーザによるトリックプレイ選択の瞬間、又は切換時間において、通常再生画像ストリームはフレーム番号２０にある。３つのストリームの夫々への可能なエントリポイントは、図２の塗りつぶされたフレームによって示され、典型的には画像グループ（ＧＯＰ）を開始するシーケンスヘッダによって決定される。切換先の「最もよく当てはまる」フレームは、様々なビデオストリームの中のエントリポイントを連結する矢印線によって示されている。ユーザ視覚連続性についての「理想の」又は所望のエントリポイントは、図２において水平線が付けられたフレームによって示されている。上述の表示されたフレーム及び反復されたフレームの複雑さにより、「理想」の点は単に（通常シーケンスの中の現時のフレーム）／（トリックプレイ速度）から計算される必要はないことに注意すべきである。夫々の場合、選択された実際のフレームは、ユーザ所望又は「理想の」フレームに時間に関して最も近い「最もよく当てはまる」可能なエントリフレームである。図２から、切換先のフレームの決定が明らかとなろう。しかしながら、アルゴリズムの観点からは、これは決して自明ではない。方式全体の重要な部分は、異なるストリームの間の切換ポイントを決定する方法である。この機能を達成するため、夫々の再生速度ストリームの中の夫々のＧＯＰに対するファイルバイトオフセットをリストにするルックアップテーブル又はＬＵＴが使用されうる。これらのルックアップテーブルはプログラム記憶媒体上に予め記憶されうる。ルックアッブテーブルは、図３の典型的なフローチャートで示されるように構築されうる。ルックアップテーブルの構築は、ステップ１００において開始され、ステップ２００においてテーブルの数が書き込まれる。ルックアップテーブルの数は、ビットストリームの数と同じである。典型的な図１では、５つのストリームがあり、従って、[number ＿of＿tables]は５である。ステップ３００では様々なパラメータからなるヘッダラインが書き込まれ、そのパラメータの幾つかはテーブルの公式化に、他は続くデコーダの条件化に必要とされる。ステップ３５０では、[GOP＿number]はゼロにセットされる。テーブルのエントリは、[GOP＿number]及び対応する[BYTE＿0FFSET]を書き込むステップ４００から開始する。ステップ４５０において、[GOP＿number]が[num＿g ops]よりも少ないか、即ちテーブルは不完全であるかどうかのテストが実行される。ステップ４５０の結果がＹＥＳであれば、連続するＧＯＰ番号を対応するバイトエントリと共に書き込むループを開始する。ステップ４５０からのＹＥＳは、ステップ５００において[GOP＿number]を１つだけインクリメントさせ、ステップ４００へ戻される。このように、テーブル０は、ステップ４５０の結果がＮＯとなる、[GOP＿number]と[num＿gops]が等しくになるまで、ステップ４００，４５０及び５００の多重ループによって構築されている。ステップ４５０におけるＮＯは、完了したテーブルを表し、ステップ５５０における、総数のテーブルの不完全さをテストする更なるテストをもたらす。ステップ５５０におけるＹＥＳは、ステップ６００においてテーブル番号を１つだけインクリメントさせ、次に上述のステップによって第２のテーブルの構成を開始するようステップ３００へ戻る。ステップ５５０の結果がＮＯであれば、テーブルのセットは完了する。図３の方法によって構築された典型的なルックアップテーブルは、以下の表２の中に示されている。表２パラメータ定義［］は整数値を示し、＜＞は浮動小数点値を示し、｛｝テキストストリングを示す。 [number ＿of＿tables] ファイルの中のルックアップテーブルの数はビットストリームの数と同じである。典型的な図１では、５つのストリームがあり、従って[number ＿of＿tables ]は５である。 [Table＿number] ストリングの順序に関連する番号である。この番号は、０と、[number ＿of＿ tables]−１との間でなければならない。[Table＿number]はまた、最速のリバースから最速のフォワードへのストリームの順序を示す。｛file＿name｝多重化されたＭＰＥＧストリームの名前。＜bit ＿rate＞トランスポート層のオーバーヘッドを含む多重化されたＭＰＥＧストリームのＭビット／秒でのレート。 [num＿gops] ビデオストリームの中のＧＯＰの数。 [num＿frames] ＭＰＥＧビデオストリームの中のフレームの総数。 [gop＿size] 必要であれば３／２の引き下げを考慮した表示されたフレームの中のＧＯＰの大きさ。 [1s＿gop＿size] 表示されたフレームの第１のＧＯＰの大きさ。通常これは[gop＿size]−Ｍ＋１となる。ＭはＭＰＥＧストリームの中のＩフレームとＰフレームとの間の距離である。 [speed] 符号を含むトリックプレイストリームの速度。表２の典型的なルックアップテーブル、又はＬＵＴは、ビデオデータの再生の間、システムメモリ内に記憶されうる。ユーザが１つの速度から他の速度へ変化させると、復号化を開始すべき新しいストリームの中の正しい、又は対応する点を探し出すために、ＬＵＴ内の情報が使用される。ＬＵＴの中の情報はこのために必要であり、再生されている現時のビットストリームの中のバイトの中の現時のオフセットと共に使用される。ストリームの間の切換を開始するために、現時のファイルオフセットに対応するＧＯＰ開始点を見つけるよう現時の再生速度ルックアップテーブルをサーチすることにより、現時のＧＯＰは現時のファイルオフセットから決定される（図２を参照のこと）。１回現時のＧＯＰが得られると、新しいＧＯＰ、又はgop ＿new は、式１及び式２、及び以下のパラメータ、即ち、speed ＿new,speed ＿old,gop ＿size及びfirst ＿ gop＿sizeを使用して、古いＧＯＰ、又はold ＿gop から計算されうる。 gop ＿new = [(old ＿frame * old ＿speed/new ＿speed) + (gop＿size - first＿gop ＿size)]/gop＿size （式１）ここで、 old ＿frame = gop ＿old * gop ＿size -（gop＿size - first＿gop ＿size）（式２）新しいＧＯＰを計算した後、新しいＧＯＰに対応するファイルオフセットを見つけるため、新しい速度に割り当てられたルックアップテーブルがサーチされる。新しいストリームは、この新しいオフセット点から開始して再生されうる。本方式の相対的な簡単さは、異なるストリームの間の効率的な切換をもたらす。しかしながら、本方法は、ストリームは一定の数の表示されたフレームの数（gop ＿sizeとして表示）を生成するＧＯＰを含むという仮定のもと、新しいＧＯＰのリアルタイムの計算に基づく。夫々のＧＯＰに対するバイトオフセットアドレスを含むこれらの包括的なルックアップテーブルの使用は、比較的簡単なソフトウエア制御を必要とする。このため、ユーザ制御は、実際の切換制御ソフトウエアから独立して、微調整又はストリーム切換遅延の調節を容易にするよう有利に提供される。例えば、ユーザは、エンターテイメントの連続のため、常に新しい画像を第１のストリームの主発点から１／２又は１秒先行して結合することを選択しえ、これにより「プログラム」の画像の連続性は維持される。更に、そのような「オフセット」のエントリポイントは、ユーザ反応時間に対して有利に補償しうる。更に、ユーザにはルックアップテーブルの精密度、解像度、又は粒状度を決定する可能性が提供されている。例えば、ＧＯＰアドレスは夫々のＩフレームで生ずるため、最も高い解像度は明らかに夫々のストリームの中のＩフレームがＬＵＴに含まれるたびに獲得される。解像度のこのレベルは、必要ルックアップテーブルメモリを最大化する。しかしながら、ＬＵＴの中のより少ないＩフレームのアドレスは必要メモリを減少させるが、さもなければ失われるであろうプログラム画像を含むよう、アドレスへのジャンプが自動的に修正されたとしてもユーザのフラストレーションを導きうる。更に、切換仮定の全ての制御及び微調整（精密度、タイミング等）は、制御ソフトウエアへのアクセスの必要なしに、テーブル自体から読み取られたエントリの値及び数を修正するオーバレイソフトウエアによって制御されうる。本発明による様々なディジタルビデオ源選択方法を使用した方式は、図４に図示されている。図４に示される方式は、例えば、装置５２５によって提供されたリモートコントロール能力を有するユーザと、オーディオ及びビデオ入力信号をモニタリングするディスプレイ装置１０００とを含む。インタフェースユニット５００は、ユーザの装置と、ディジタルビデオ源との間に制御通信ストリーム５５１を提供する。インタフェースユニット５００はまた、ディスプレイ装置１０００に結合されたオーディオ及びビデオ信号を生成するよう、源１０から得られた、圧縮ディジタルビデオ信号５１１を復号化する。制御ストリーム５５１は、インタフェースユニット５００の部分を形成する制御送信器５５０によって発生する。制御ストリームは、例えば、ユーザ請求の作動、プログラム源の選択といったユーザ対話、「トリックプレイ」特徴又はプログラム源のような「仮想ＶＣＲ」の装置といった複数の制御機能を搬送する。ユーザは、リモートコントロールユニット５２５、又は手動で作動するスイッチ（図示せず）を通じてインタフェースユニット５００と通信しうる。ディジタルビデオ源１０は、制御ストリーム５５１を受信し、ソフトウエア制御プログラムを通じてユーザが要求したタスクを実施する制御ユニット５０からなる。例えばユーザによって生じたコマンドは、使用ごとの請求、プログラム選択、プレミアムプログラム選択の視聴当たりの支払い、プログラム操作、又は「トリックプレイ」特徴を含む。上述のように、ユーザ制御の好みは、ブロック５０の主制御ソフトウエアと相互作用するブロック６０に示されるユーザの好みを制御するソフトウエアによって容易にされうる。多重の圧縮されたディジタルビデオプログラム源は、源１０の中の記憶装置の中に記憶される。記憶装置は、ソリッドステートのメモリ、磁気又は光学メモリ、又はソリッドステート及び磁気又は光学の組合せからなる。典型的な例としてのみ、図４に示される圧縮されたディジタルビデオプログラムは、プログラムＰ１がメモリページ１００の上にプログラムＰ２がページＰ１０１に、プログラムＰｎがページ（９９＋ｎ）の上に配置された領域、又はメモリのページとして示されている。夫々のプログラムページは、例えば通常再生用のブロックＮＰといった、通常再生速度で「再生」するための圧縮プログラムを含むプログラムメモリ空間１１０からなる。この通常再生プログラムは、図１の表１に示されるビットレート及び解像度によって表わされうる。プログラムメモリ空間１１０はまた、例えば、速度１の「トリックプレイ」及びそのリバースであるＴＰ１、速度２の「トリックプレイ」及びそのリバースであるＴＰ２といった様々な「トリックプレイ」処理された形式のプログラムを含む。上述のように、プログラムのこれらの「トリックプレイ」変形は、それらの必要メモリを減少、又は最小化するよう、有利に処理されうる。例えば上述のように、４つの「トリックプレイ」速度の設備は、約１５％の追加的な必要メモリを表わす。プログラム再生速度の間の切換を可能にするため、夫々のプログラムページはまた、上述のようにフロム−トゥエントリアドレスをリストする、本発明によるルックアップテーブル１２０を含む。図４に示される典型的な方式の動作は、図５に示されるチャートを参照して説明されうる。ユーザは、リモートコントロールストリーム５５１によってディジタルビデオプログラム源１０との接触を開始する。この初期接触、又はログオンは、請求期間又はイベントの開始又は、ユーザ対話をシステムにログオンし、図５にステップ１００のＳＴＡＲＴとして示されている。ログオン時に、ユーザに対して、プログラム選択が行われるプログラム選択メニューが示される。図４の制御５０は、ユーザコマンドを受信し、例えばメモリページ１００の上のプログラム１を選択する。このプログラム選択は、図５のステップ２００に示されている。プログラムを選択した後、プログラムに関する情報が記憶媒体から読み取られ、源１０のシステムメモリ内に記憶される。この情報は、例えば、トリックプレイ速度、ルックアップテーブル、及び例えばディスプレイのアスペクト比、言語、レーティング等といった様々なユーザの選択の数といったシステムデータを含みうる。ユーザが再生速度を選択したかどうかを決定するため、ステップ２２５においてテストが実行される。ユーザが通常再生速度、又はＮＰモードを選択すれば、ステップ２２５の結果はＹＥＳとなり、図５のステップ２７５に示されるように、メモリ１１０のＮＰメモリ領域から圧縮ディジタルプログラムストリームが読み取られる。同様に、ユーザは最速の再生速度でリバース方向にプログラム１を見ることを選択しえ、従って、ステップ２２５の結果はＹＥＳとなり、プログラム１の変形は、例えばメモリ１１０の−ＴＰ２メモリ領域から読み取られる。ユーザが再生速度を特定することに失敗すれば、ステップ２５０において、図５のステップ２７５において、選択されたプログラムの通常再生速度の再生を自動的に選択するデフォルト再生速度の設定が実施される。プログラム１の再生を開始した後、ステップ３００において、ユーザによって新しい再生速度が選択されたかどうかを決定するテストが実行される。ステップ３００の結果がＮＯであれば、更にステップ７００においてプログラムの終わりを検出するテストが実行される。このように、ステップ３００及びステップ７００の両方の結果がＮＯであれば、再生速度変化コマンド又はプログラムの終わりのいずれかを待つループが形成される。テスト３００の結果がＹＥＳであれば、新しい再生速度が選択されており、図４の制御システム５０は、図５のステップ３２５に示されるように、現時のプログラム再生のバイトオフセットアドレスを決定する。現時の再生速度に特定的なルックアップテーブルは、現時の再生速度ストリームの中の夫々のＧＯＰに対するバイトオフセット値を含む。この現時のルックアップテーブルは、現時のバイトオフセット値に対応する現時のＧＯＰを見つけるよう、図５のステップ３５０においてサーチされる。従って、現時のＧＯＰを見つけたあと、ステップ３７５では、上述の式１及び２を使用して新しいＧＯＰを計算する。ステップ４００では、ユーザがジャンプ先場所及び／又はジャンプ先アドレス粒状度に対する好みを選択したかどうかを決定するテストが実行される。新しい速度ストリームの中のアドレスへの実際のジャンプは、ユーザの好み６０によって修正されえ、有利には古い、又は前のプログラムの出発点より先の点において新しいプログラムを結合することになる。ステップ４００の結果がＮＯであれば、ステップ５５０の新しい速度ルックアップテーブルからの新しい再生又はジャンプ先アドレスの決定が可能になる。ステップ４００の結果がＹＥＳであれば、ステップ５５０によって発生したジャンプ先アドレスを修正するよう、ユーザの好みは適用される。例えはユーザは、新しい速度プログラムを速度変化選択点よりも１秒又は２秒前に結合させることを優先させうる。従って、ステップ５００は、ステップ５５０のルックアップテーブルから得られたジャンプ先アドレスを修正する。有利に修正されたジャンプ先アドレスは、ステップ６００に示される新しい速度プログラムのリプレイの開始点を決定する。新しい再生速度に特定的なルックアップテーブルは、ステップ５５０において、計算された新しいＧＯＰに対応するバイトオフセット値、又は読み取りアドレスを探し出すようサーチされる。このバイトオフセット値は、新しいプログラムの変形が隣接又は先行するフレームから独立して復号化されうることを確実にするよう再生が開始される新しい速度ストリームの中のジャンプ先アドレスである。このように、フリーズ・フレーム、ブルー・スクリーンといった表示された画像の異常を避けることにより、ユーザのプログラム連続性は維持される。ステップ６００における新しいプログラムのリプレイの開始に続き、制御シーケンスはステップ３００及びステップ７００へループして戻り、更なる再生速度要求、又はプログラムの終わりを待つ。ステップ７００の結果がＹＥＳであれば、プログラムの終わりを意味し、ステップ８００において、ユーザが新しいプログラムを所望するかどうかを決定する更なるテストが実行される。ステップ８００の結果がＹＥＳであれば、ユーザがプログラム選択メニューから他のプログラムを選択しうるステップ２００へ戻る。ステップ８００の結果がＮＯであれば、リプレイセッションは終了し、ステップ９００のＥＮＤにおいて源１０との相互作用は終了される。図４では、図示の目的にのみ、メモリページ１００の中に典型的なスイッチＳ１が示されており、実際はプログラムストリームは、現時の速度から新しい速度への移行に関連づけられた、メモリ１２０の特定のルックアップテーブルの適当なアドレスの対から定義されたアドレスから開始する、適当な速度メモリ、即ちＮＰ，ＴＰ２等から読み取られる。同様にユーザは、夫々の再生速度に対する全ての可能なエントリポイントをリストするテーブル１２０によって、現時の再生ストリームから他の再生ストリームへ移行しうる。図４の源１０は、多重プログラムを含む消費者エンターテインメントユニットとして実施されうる。例えば、プログラムディスクライブラリ及びチェンジャー機構を有するビデオジュークボックスである。源１０は、電子バッファメモリに結合されたディスクに基づくプログラムでありうる。プログラムディスクはＭＰＥＧ符号化され、更に出願人による有利なルックアップテーブルを含みうる。これらのルックアップテーブルは、所望の「トリックプレイ」再生速度を発生するためにディスク再生トランスデューサが連続してＩフレームの間をジャンプすることを可能にするＩフレームトラックアドレスを含みうる。上述のように、これらのルックアップテーブルの必要記憶は少ない。しかしながら、「トリックプレイ」再生を容易にするため、これらのテーブルはディスクから復元され、プログラム再生の前に作動メモリに記憶されねばならない。「トリックプレイ」再生の間、ディスク再生トランスデューサは、ジャンプ先テーブルから得られたシーケンスでＩフレームの間を連続してジャンプする。例えば、７倍速のフォワードでは、トランスデューサは７つの間にあるＩフレームを「超えて」ジャンプし、８番目のＩフレームのみを再生するよう指示される。この再生・ジャンプ・再生のシーケンスは、プログラムの終わりになるか、ユーザが更なる選択をするまで連続して反復される。再生された信号ストリームの間のギャップは、バッファメモリ及び画像原理によって隠されうる。プログラムディスクは、Ｉフレームのみの再生によって得られる視覚表示よりもより滑らかな視覚表示を容易にするよう、時間的及び空間的に処理される「トリックプレイ」特定ＭＰＥＧストリームを含みうる。同様にこれらの「トリックプレイ」特定ストリームは、出願人による有利なルックアップテーブルによってアドレス可能でありうる。源１０は、家庭の消費者使用のための、選択された圧縮ビデオプログラムまたは動画をプリロードされた、ポータブルエンターテインメントユニットを表わす。このエンターテインメントユニットは、圧縮されたプログラムの内容に多重ユーザアクセスを提供するよう、スケールアップされ、中央に配置されうる。この中央配置された再生装置は、上述の「トリックプレイ」特徴を有する仮想ＶＣＲを容易にするようユーザとの双方向通信を必要とする。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年３月１７日【補正内容】明細書前符号化されたビデオ用のトリックプレイ制御本発明は、ディジタル圧縮されたビデオデータに関し、更に特定的にはこのビデオデータを通常再生速度以外の速度で再生する設備に関する。ディジタルビデオ方式におけるトリックプレイモードの実行は、ディジタルビデオ基準方式が市場に導入されると共に、より重要となっている問題である。ビデオ・オン・デマンド（ＶＯＤ）、ビデオＣＤ及び他の同様の方式といった新たな消費者ビデオ製品は、長編映画の供給者としてＶＨＳテープ市場に対抗しうる。しかしながら、アナログに基づくリプレイ方法とは異なり、ディジタルビデオ方式は、通常再生速度以外の速度でのビデオ画像の再生への課題を表わす。そのような「オフ・スピード」の再生は、例えばファスト・フォワード、ファスト・リバース、フリーズ・フレーム等といった様々な速度で画像を提供しうるトリックプレイとして知られている。公開された欧州特許出願第０６２５８５７号は、複数のユーザステーションからのコマンドに応じてそれらの複数のユーザステーションに対してビデオ信号を転送するビデオサーバの設計を教えている。複数のプログラム制御モジュールによって増補されたサーバメモリ制御手段に対して、特に参照がなされる。欧州特許出願第０６２５８５７号は、可視の早送り又は可視の巻き戻しを容易にするリアルタイム信号及び特別な信号の使用を教えている。メモリ割り当てテーブルがリアルタイム信号及び特別な信号を連結する。更に欧州特許出願第０６２５８５７号は、プログラムの不連続性のない選択を可能にする連結された信号の中の連結点を開示している。発明の要旨ビデオプログラムを再生する本発明による装置は、ユーザ選択に応答してリアルタイムの計算によってリプレイアドレスを有利に計算し、それにより欧州特許出願第０６２５８５７号に開示されるように、プリプロセス、又は連結するためにメモリ割り当てテーブルを予め形成する必要を避ける。ビデオプログラムを再生する本発明による方法は：複数のプログラムの夫々を複数の再生速度で再生するよう、該複数のプログラムの夫々に対する、記憶媒体の中のディジタル符号化された信号のセットを確認する段階と、プログラム選択及び再生速度に反応する記憶装置からの符号化された信号のうちの１つを再生する段階と、新しい再生速度に対応する符号化された信号の異なる１つの再生を開始するアドレスを決定するよう計算することにより、新しい再生速度の要求に応じる段階と、記憶装置の中のアドレスから異なる符号化された信号のうちの１つを再生する段階と、選択された新しい再生速度での選択されたプログラムの表示のために、再生された信号を復号化する段階とからなる。複数の速度で、ビデオプログラムの間でユーザコマンドに対応するものを選択するビデオプログラムを再生する装置は、複数のビデオプログラムの夫々のディジタル式に符号化された信号のセットを記憶する記憶手段からなる。再生手段は、復号化及び表示のためのプログラム及び速度選択に応じてセットのうちの選択された１つからディジタル式に符号化された信号の１つを再生する。計算手段は、異なる再生速度のユーザ選択に応じて選択されたセットからの信号の再生を開始するアドレスを計算する。記憶手段によって記憶された夫々の信号のセットのうちの１つの信号は通常再生速度での再生を容易にし、セットの他の信号は他の速度での再生を容易にする。通常再生速度信号は記憶手段の中の特定のメモリの大きさを占め、他の速度の信号は特定のメモリの大きさよりも小さいメモリの大きさを占める。図１は通常モード及びトリックプレイモードの両方に対する有利なビットレート及び解像度の差を示す表１を示す図である。図２は通常再生速度、２倍再生速度及び１０倍再生速度を表わす圧縮ビデオデータストリームを示す図である。図３は、本発明による方法において通常及びトリックプレイの再生速度を表わすビットストリームの間で選択するため使用されるテーブルグループの公式化を示すフローチャートを示す図である。図４は圧縮ディジタルビデオ源を選択し、制御するために本発明の特徴を使用する方式を示すブロック図を示す図である。図５は通常及びトリックプレイの速度で圧縮画像ストリームを選択し、制御する本発明の方法の動作を示すフローチャートを示す図である。本発明の方法は、「リプレイ」場所の制御された選択により、様々なトリックプレイモードを容易にする。プログラム記憶媒体によって、単一のストリームは通常再生速度及びトリックプレイ動作を提供しうる。しかしながら、単一のプログラムストリームから通常再生速度及びトリックプレイ動作の両方を実施するための設備は、ＧＯＰの大きさ又はＩフレーム反復レートにより制限されたト請求の範囲１．複数のビデオプログラム（Ｐ１，Ｐ２，Ｐｎ）の夫々を複数の再生速度で再生するよう、該複数のビデオプログラム（Ｐ１，Ｐ２，Ｐｎ）の夫々に対して、記憶媒体［１００，１０１，（９９＋ｎ）］の中のディジタル式に符号化された信号のセット（ＮＰ，ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）を識別する段階（ステップ２００）と、プログラム選択及び再生速度に対応する該記憶媒体［１００，１０１，（９９＋ｎ）］の中の該符号化された信号（ＮＰ，ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）のうちの１つを再生する段階（ステップ２７５）と、新しい再生速度に対応する該符号化された信号（ＮＰ，ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）のうちの異なる１つの再生を開始するアドレスを決定するよう計算する（ステップ３２５，３５０，３７５，５００）ことにより該新しい再生速度要求に応じる段階と、該記憶媒体の中の該アドレスから該符号化された信号（ＮＰ，ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）のうちの該異なる１つを再生する段階（ステップ６００）と、選択された該新しい再生速度で選択された該プログラムを表示するよう該再生された信号を復号化する段階とからなる、ビデオプログラムを再生する方法。２．該計算段階は：テーブルから現時のアドレスに対する現時の画像グループ番号を決定する（ステップ３５０）段階を更に有する請求項１記載の方法。３．該計算段階は：新しい画像グループを計算する（ステップ３７５）段階を更に有する請求項１記載の方法。４．該計算段階は：テーブルから該新しい画像グループのアドレスを決定する（ステップ５５０）段階を更に有する請求項１記載の方法。５．該信号のセットの夫々の信号（ＮＰ，ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）のテーブル（１２０）を記憶する段階からなる請求項１記載の方法。６．該アドレスから該符号化された信号（ＮＰ，ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２， −ＴＰ２）のうちの該異なる１つを、先行する符号化された信号から独立して復号化する段階からなる請求項１記載の方法。７．通常再生速度での再生用に、該ディジタル式に符号化された信号のセット（ＮＰ，ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）のうちの１つの信号（ＮＰ）を記憶する段階からなる請求項１記載の方法。８．該通常再生速度以外の速度での再生用に、該セットのうちの他の信号（ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）を記憶する段階からなる請求項７記載の方法。９．該通常再生速度での再生用の該１つの信号（ＮＰ）の解像度よりも低い解像度での再生用に、該セットのうちの他の信号（ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，− ＴＰ２）を記憶する段階からなる請求項８記載の方法。１０．該通常再生速度での再生用の該１つの信号（ＮＰ）のビットレートよりも低いビットレートでの再生用に、該セットのうちの他の信号（ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）を記憶する段階からなる請求項８記載の方法。１１．複数のビデオプログラム（Ｐ１，Ｐ２，Ｐｎ）の夫々に対してディジタル式に符号化された信号のセット（ＮＰ，ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）を記憶する手段（１００）と、復号化し（５１０）、表示する（１０００）よう、プログラム選択及び再生速度選択に対応する該セットのうちの選択された１つから該ディジタル式に符号化された信号のセット（ＮＰ，ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）のうちの１つを再生する手段（Ｓ１）と、異なる再生速度のユーザ選択に応じて、該選択されたセットからの信号の再生を開始するようアドレスを計算する手段（５０）とからなり、該記憶手段によって記憶された夫々の信号のセットのうちの１つの信号（ＮＰ）は通常再生速度での再生を容易にし、該セットの他の信号（ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）は他の速度での再生を容易にし、該通常再生速度信号（ＮＰ）は該記憶手段の中の特定のメモリの大きさを占め、他の速度の信号（ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）は該特定のメモリの大きさよりも小さいメモリの大きさを占める、複数の速度でビデオプログラムを再生し、該ビデオプログラムの中からユーザコマンドに対応するものを選択する、ビデオプログラムを再生する装置。１２．該他の速度の信号（ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）の夫々の信号は、夫々の信号の再生速度に対して反比例するメモリの大きさを占める請求項１１記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者ボコン−ジボ，ジルアメリカ合衆国，カリフォルニア州 94117，サンフランシスコ，アッパー・テラス 255番２号【要約の続き】 −ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）のうちの異なる１つを再生する段階（ステップ６００）と、選択された新しい再生速度で選択されたプログラムを表示するよう再生された信号を復号化する段階とからなる。

Claims

【特許請求の範囲】１．複数のビデオプログラム（Ｐ１，Ｐ２，Ｐｎ）の夫々を複数の再生速度で再生するよう、複数のビデオプログラム（Ｐ１，Ｐ２，Ｐｎ）の夫々に対して、記憶媒体（１００，１０１，（９９＋ｎ））の中のディジタル式に符号化された信号のセット（ＮＰ，ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）を識別する段階（ステップ２００）と；プログラム選択及び再生速度に対応する記憶装置（１００，１０１，（９９＋ｎ））の中の該符号化された信号（ＮＰ，ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）のうちの１つを再生する段階（ステップ２７５）と、新しい再生速度に対応する該符号化された信号（ＮＰ，ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）のうちの異なる１つの再生を開始するアドレスを計算する段階（ステップ３２５，３５０，３７５，５００）と、該記憶装置の中の該アドルスから該符号化された信号（ＮＰ，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）のうちの該異なる１つを再生する段階（ステップ６００）と、該選択された新しい再生速度で該選択されたプログラムを表示するよう該再生された信号を復号化する段階とからなる、ビデオプログラムを再生する方法。２．該計算段階は：テーブルから現時のアドレスに対する現時の画像グループ番号を決定する（ステップ３５０）段階を更に有する請求項１記載の方法。３．該計算段階は：新しい画像グループを計算する（ステップ３７５）段階を更に有する請求項１記載の方法。４．該計算段階は：テーブルから該新しい画像グループのアドレスを決定する（ステップ５５０）段階を更に有する請求項１記載の方法。５．該信号のセットの夫々の信号（ＮＰ，ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）のテーブル（１２０）を記憶する段階からなる請求項１記載の方法。６．該アドレスから該符号化された信号（ＮＰ，ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２， −ＴＰ２）のうちの該異なる１つを、先行する符号化された信号から独立して復号化する段階からなる請求項１記載の方法。７．通常再生速度での再生用に、該ディジタル式に符号化された信号のセット（ＮＰ，ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）のうちの１つの信号（ＮＰ）を記憶する段階からなる請求項１記載の方法。８．該通常再生速度以外の速度での再生用に、該セットのうちの他の信号（ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）を記憶する段階からなる請求項７記載の方法。９．該通常再生速度での再生用の該１つの信号（ＮＰ）の解像度よりも低い解像度での再生用に、該セットのうちの他の信号（ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，− ＴＰ２）を記憶する段階からなる請求項８記載の方法。１０．該通常再生速度での再生用の該１つの信号（ＮＰ）のビットレートよりも低いビットレートでの再生用に、該セットのうちの他の信号（ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）を記憶する段階からなる請求項８記載の方法。１１．複数のビデオプログラム（Ｐ１，Ｐ２，Ｐｎ）の夫々のディジタル式に符号化された信号のセット（ＮＰ，ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）を記憶する手段（１００）と、プログラム選択及び再生速度選択に対応する該セットのうちの選択された１つから該符号化された信号のセット（ＮＰ，ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）のうちの１つを再生する手段（Ｓ１）と、該選択されたセットからの信号の該異なる再生速度での再生を開始するために、該再生手段（Ｓ１）のアドレスを計算するよう異なる再生速度の選択に対応する手段（５０）とからなり、該選択されたセットからの該信号は、該選択されたプログラムを該選択された異なる再生速度で復号化（５１０）及び表示（１０００）するよう選択的に結合されたビデオプログラムを再生する装置。１２．該再生手段（Ｓ１）が再生を開始する該アドレスは、該セットからの信号（ＮＰ，ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）が先行する信号から独立して復号化される（５１０）ことを可能にする請求項１１記載の装置。１３．該記憶手段（１００）は、該テーブル（ＮＰＧ，ＴＰ１Ｇ，−ＴＰ１Ｇ，ＴＰ２Ｇ，−ＴＰ２Ｇ）の夫々が該信号のセット（ＮＰ，ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）の夫々に対応するテーブルのグループ（１２０）を更に記憶する請求項１１記載の装置。１４．該テーブル（１２０）は該セット（ＮＰ，ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２， −ＴＰ２）の夫々の信号の中の夫々の画像グループに対するアドレスからなる請求項１３記載の装置。１５．該計算手段（５０）は、該選択された新しい再生速度で再生を開始するために結合するアドレスを決定するよう、該選択された新しい再生速度に特定的なテーブル（１２０）を読み取る請求項１４記載の装置。１６．該計算手段（５０）は、該選択された新しい再生速度で再生を開始するために結合し、先行する信号から独立して復号化するアドレスを決定するよう、該選択された新しい再生速度に特定的なテーブル（１２０）を読み取る請求項１４記載の装置。１７．複数のビデオプログラム（Ｐ１，Ｐ２，Ｐｎ）の夫々のディジタル式に符号化された信号のセット（ＮＰ，ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）を記憶する手段（１００）と、夫々の該セットの中の夫々の符号化された信号（ＮＰ，ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）を所定のジャンプ点において互いに連結する手段（１２０）と、プログラムの選択及び再生速度に対応して該符号化された信号のうちの１つを再生する手段（Ｓ１）と、異なる再生速度の連続する選択に応じた該連結手段（１２０）による該再生のために、該符号化された信号（ＮＰ，ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）の異なる１つを選択する手段（５０）と、該選択された再生速度で該選択されたプログラムを表示（１０００）するよう該再生された信号を復号化する手段（５１０）とからなるビデオプログラムを再生する装置。１８．複数の圧縮プログラム記録（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ＋ｎ）を記憶し、該記憶の夫々は該プログラム（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ＋ｎ）を異なる再生速度で再生するようプログラムの異なる変形（ＮＰ，ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）を含む記憶装置（１００，１０１，（９９＋ｎ）と、該記録（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ＋ｎ）のうちの１つの変形（ＮＰ，ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）を選択するよう、ユーザプログラム及び再生速度選択に反応し、更に新しく選択された変形は先行する変形の前の時間から再生されるように、該選択された記録の該異なる変形（ＮＰ，ＴＰ１，−ＴＰ１，ＴＰ２，−ＴＰ２）の間で切り替える（Ｓ１）よう再生速度選択のユーザによって決定された制御に対して反応する制御手段（５０）とからなる、複数の速度で圧縮ディジタル画像を再生する装置。